Dopo che lo scorso 8 settembre Eni annunciò di aver condotto con successo il suo primo test di fusione nucleare, processo volto a riprodurre in scala ridotta i meccanismi che permettono all’idrogeno di trasformarsi in elio sprigionando grandi quantità di energia, proprio come avviene nelle stelle, si parla oggi di un ulteriore passi avanti verso l’utilizzo di questa tecnologia energetica pulita. Per la prima volta l’energia rilasciata da una reazione di fusione nucleare supera l’energia assorbita dal combustibile utilizzato per innescarla, rendendoci ancora più vicini al momento in cui l’energia prodotta supererà il totale di quella impiegata per avviare il processo.

Il Sole è come un grande reattore nucleare in cui avviene la fusione di 4 nuclei di idrogeno in un nucleo di elio, un’esplosione atomica che produce continuamente energia. Questo processo, che avviene da miliardi di anni nelle stelle, potrebbe consentire l’abbattimento di tutti i problemi emersi dall’esperienza della fissione nucleare – ovvero l’attuale processo mediante il quale si produce energia dal 1950 –problemi noti di sicurezza del reattore e di immagazzinamento delle scorie . 

Ma concentriamoci ora sulla fusione nucleare: se fino a ieri uno degli ostacoli era l’ingente dispendio di energia necessaria ad innescare il processo di fusione, un nuovo test detto a “confinamento inerziale” ha stabilito un vero e proprio record e un miglioramento significativo rispetto alle rese precedenti: otto volte maggiore rispetto agli esperimenti condotti solo pochi mesi prima e 25 volte maggiore rispetto agli esperimenti condotti nel 2018. 

Una reazione condotta in laboratorio dagli scienziati della National Ignition Facility,  all’interno del Lawrence Livermore National Laboratory, in California, ha generato 1,3 megajoule di energia grazie all’utilizzo di elettromagneti di nuova generazione per confinare il plasma, quella miscela di deuterio e trizio che, sottoposta a raggi laser ad alta potenza è capace di sfiorare temperature di un centinaio di milioni di gradi celsius. La reazione di fusione ha dimostrato la possibilità di assicurare l’innesco e il controllo del processo di fusione, garantendo un'elevata stabilità di tutti i parametri fondamentali. I risultati di questo nuovo test sono stati presentati nel corso del 63esimo meeting annuale dell’Aps Division of Plasma Physics. 

Con la fusione gli scienziati si sono da sempre scontrati con i limiti fisici dovuti alle altissime temperature che, oltre a rappresentare un ostacolo per la difficoltà di essere riprodotte sulla Terra, non permettono a nessun materiale di resistere a centinaia di milioni di gradi. Negli ultimi anni si è cercato di risolvere il problema creando dei campi magnetici molto forti tali da permettere di distanziare il plasma dalle pareti metalliche del reattore, pareti che altrimenti si distruggerebbero in questione di attimi.

Come funziona la fusione termonucleare

Secondo quanto riporta l’Enea, la reazione più probabile è quella che avviene tra un nucleo di deuterio e un nucleo di trizio, reazione in cui si genera un nucleo di elio e un neutrone. 

In questa reazione la massa complessiva dei prodotti è inferiore a quella delle particelle interagenti: questo squilibrio dell’equazione iniziale produce enormi quantità di energia. Gli isotopi di idrogeno riscaldati a milioni di gradi fondono, perdono gli elettroni e si trasformano in un plasma di ioni. In questo processo, in cui va persa parte della massa originaria, si vengono a creare atomi di elio e viene rilasciata un'enorme quantità di energia secondo il principio di equivalenza einsteiniano massa=energia. 

Perché la fusione è una tecnologia sicura

Il 90% delle scorie prodotte dalla fusione ha una bassa radioattività, che si esaurisce in soli cento anni. Si elimina quindi anche il problema sociale e politico dello stoccaggio. L’attuale fissione nucleare produce invece scorie ad altissima radioattività che impiegano centinaia di migliaia di anni a estinguersi. 

La fusione produce un gas di scarico non radioattivo (l’elio), non come le attuali centrali a fissione che producono il plutonio dal decadimento dell’uranio. 

Il combustibile della fusione è estratto dall'acqua, una risorsa presente in qualsiasi paese del mondo. La tecnologia di fusione nucleare riduce drasticamente le conseguenze di eventuali incidenti: in caso di perdita di controllo, il reattore a fusione tenderà a raffreddarsi arrestando spontaneamente la reazione.

La fusione nucleare rappresenta una grande potenziale risorsa per ottenere energia pulita, mitigando gli effetti del riscaldamento globale: grazie a questo processo verrebbero prodotte grandi quantità di energia senza bruciare combustibili fossili e riducendo al minimo le scorie radioattive. Sono diversi i progetti al mondo che si occupano di ricreare la fusione nucleare in laboratorio in condizioni sicure ed economicamente vantaggiose.